Single-molecule orientation-localization microscopy: Applications and approaches

计算机科学 方向(向量空间) 纳米技术 杠杆(统计) 显微镜 人工智能 生物系统 材料科学 物理 生物 几何学 数学 光学
作者
Oumeng Zhang,Matthew D. Lew
出处
期刊:Quarterly Reviews of Biophysics [Cambridge University Press]
卷期号:57 被引量:2
标识
DOI:10.1017/s0033583524000167
摘要

Abstract Single-molecule orientation-localization microscopy (SMOLM) builds upon super-resolved localization microscopy by imaging orientations and rotational dynamics of individual molecules in addition to their positions. This added dimensionality provides unparalleled insights into nanoscale biophysical and biochemical processes, including the organization of actin networks, movement of molecular motors, conformations of DNA strands, growth and remodeling of amyloid aggregates, and composition changes within lipid membranes. In this review, we discuss recent innovations in SMOLM and cover three key aspects: (1) biophysical insights enabled by labeling strategies that endow fluorescent probes to bind to targets with orientation specificity; (2) advanced imaging techniques that leverage the physics of light-matter interactions and estimation theory to encode orientation information with high fidelity into microscope images; and (3) computational methods that ensure accurate and precise data analysis and interpretation, even in the presence of severe shot noise. Additionally, we compare labeling approaches, imaging hardware, and publicly available analysis software to aid the community in choosing the best SMOLM implementation for their specific biophysical application. Finally, we highlight future directions for SMOLM, such as the development of probes with improved photostability and specificity, the design of “smart” adaptive hardware, and the use of advanced computational approaches to handle large, complex datasets. This review underscores the significant current and potential impact of SMOLM in deepening our understanding of molecular dynamics, paving the way for future breakthroughs in the fields of biophysics, biochemistry, and materials science.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
忒寒碜完成签到,获得积分10
2秒前
kkm完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
重要铃铛完成签到 ,获得积分10
5秒前
kaka发布了新的文献求助10
7秒前
leo完成签到,获得积分10
8秒前
yunxiao完成签到 ,获得积分10
10秒前
JACK完成签到,获得积分10
11秒前
蜘蛛道理完成签到 ,获得积分10
13秒前
k001boyxw应助serena0_0采纳,获得10
15秒前
dajiejie完成签到 ,获得积分10
18秒前
Qian完成签到 ,获得积分10
21秒前
沐沐完成签到 ,获得积分20
26秒前
张磊发布了新的文献求助10
26秒前
minikk完成签到,获得积分10
27秒前
Echo_1995完成签到,获得积分10
40秒前
今后应助Cold-Drink-Shop采纳,获得10
43秒前
鸟头发布了新的文献求助10
45秒前
Echo_1995发布了新的文献求助10
47秒前
53秒前
称心采枫完成签到 ,获得积分0
55秒前
sfliufighting完成签到,获得积分10
56秒前
9202211125完成签到,获得积分10
56秒前
mojomars完成签到,获得积分10
57秒前
57秒前
slycmd完成签到,获得积分10
1分钟前
tesla完成签到,获得积分10
1分钟前
你还睡得着完成签到 ,获得积分10
1分钟前
tszjw168完成签到 ,获得积分10
1分钟前
会撒娇的书白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
东方天奇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鸟头完成签到 ,获得积分20
1分钟前
樱桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
狼来了aas完成签到,获得积分10
1分钟前
HMZ完成签到,获得积分10
1分钟前
索谓完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jackcaosky完成签到 ,获得积分10
1分钟前
秋迎夏完成签到,获得积分0
1分钟前
Lisztan完成签到,获得积分10
1分钟前
Lemenchichi完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
Comparison of adverse drug reactions of heparin and its derivates in the European Economic Area based on data from EudraVigilance between 2017 and 2021 500
[Relativity of the 5-year follow-up period as a criterion for cured cancer] 500
Statistical Analysis of fMRI Data, second edition (Mit Press) 2nd ed 500
Huang‘s catheter ablation of cardiac arrthymias 5th edtion 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3946214
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3491121
关于积分的说明 11059007
捐赠科研通 3222070
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1780839
邀请新用户注册赠送积分活动 865866
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 800083